氫是宇宙中分布最廣泛的物質，約占宇宙質量的75%。氫能即氫的化學能，是通過氫氣和氧氣反應所產生的能量。地球上的氫主要以化合態形式存在，氫為地球上最豐富的元素之一。氫能具有清潔、高效等特點，受到各國學術界、企業界和政府的高度關注。
氫能的性質和特點
隨著化石燃料逐漸減少，人們在不斷尋找儲量豐富的新的“含能體能源”。氫氣具優良的性能，是一種理想的新“含能體能源”，越來越受到人們的關注。
一、氫氣燃燒性能良好，且安全無毒。氫氣空氣混合時可燃范圍大，具有良好的燃燒性能，而且燃燒速度快。同時氫氣燃燒時主要生成水和少量氨氣，不會產生諸如一氧化碳、碳氫化合物等，與其他燃料相比更清潔。
二、氫氣導熱性能、發熱值高。氫氣的導熱系數高出一般氣體導熱系數的10倍左右，是良好的傳熱載體。氫的發熱值為142，351kJ/kg，是汽油發熱值的3倍，比化石燃料、化工燃料和生物燃料的發熱值都高。利用氫能高發熱值的特點，已有較長的歷史，比如在切割、焊接以及有機玻璃制品火焰拋光等方面均有此應用。
氫能獲取方法
兩百年前，人們就開始關注氫能的應用。20世紀70年代以來，許多國家和地區廣泛開展氫能研究。20世紀60年代初，我國在液氫及燃料電池用于火箭燃料方面，做了大量工作。20世紀70年代開始加大了對氫能的應用。
氫氣作為一種重要的工業氣體，依據原料、能量來源、設備和成本情況，以及對氫氣純度和用量等方面的要求，可有以下幾種制備方式：
水煤氣轉化法。將水蒸氣通過熾熱的焦炭層制得水煤氣，然后將水煤氣跟水蒸氣混合，以氧化鐵為催化劑，使水煤氣中的CO轉化為CO2，二氧氣化碳溶于水，通過加壓水洗即得到較純凈的氫氣。這種方法制氫產量大，成本相對較低，設備較多，在合成氨廠多用此法。
電解法制備氫氣。將直流電通過鉑電極（或其它惰性材料）通入水中，在陰極可以得到氫氣，純度高達99.5~99.8%，氯堿工業電解飽和食鹽水制氯氣和燒堿時，也可同時得到副產品氫氣。該方法成本較高，但產品純度大，像北京電子管廠（京東方前身）等就用水電解法制氫，在工業中常用于電子、儀器工業生產中的還原劑、保護氣等。
烴類蒸氣轉化法。碳氫化合物在高溫和催化劑的作用下與水蒸氣作用，可以得到主要含氫氣和一氧化碳的一種混合氣體，例如：用分子篩吸附法或水煤氣轉化法除去CO，可得到純凈的氫氣。天然氣、油田氣和煉廠氣（石油煉制廠的副產氣體）等都可用烴類裂解法和烴類蒸氣轉化法得到氫氣。
烴類裂解法。碳氫化合物經過高溫裂解，裂解氣中含有大量氫氣，再經過低溫冷凍系統，可得到90%的氫氣。比如由石油熱裂副產的氫氣，產量較大，常用于汽油加氫，這種制氫方法在世界上很多國家都采用。
在工業生產中，氫氣常作為一種副產物存在，加以提純處理后也可作為工業生產的來源之一。比如：焦爐煤氣制氫。焦爐煤氣是焦爐干餾煤時產生的揮發性氣體，其中氫氣含量高達55%-60%，充分運用焦化廠副產焦爐煤氣制氫可有效降低制氫成本，延伸了焦化行業產業鏈，同時也符合工業綠色低碳發展要求。此外，電解食鹽水的氯堿工業中也副產大量較純氫氣；釀造工業中用玉米發酵丙酮、丁醇時，發酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣，經多次提純后可生產普氫（97%以上）。
氫能的應用、存在問題及展望
氫能源在交通、工業、建筑等領域的應用，可豐富能源構成。在交通領域中，用氫燃料電池給汽車提供動力，能夠解決空氣污染、噪音污染和CO2排放帶來的全球氣候變暖等環境問題。在工業領域中，氫氣一直是最重要的原材料之一，并且通過氫的使用可以使精煉等行業達到基本無碳排放。到目前為止，氫的制造和使用都局限在工業領域中，主要用途是作為化工行業的原材料。在建筑領域中，運用氫能微型熱電聯產機組技術可以極大地提高能源利用效率，建設節能環保型建筑。
氫能作為最受關注的新“含能體能源”，目前在推廣應用中主要存在以下問題：
一是現階段制備氫氣沒有擺脫對化石能源的依賴，且制備過程不但需要消耗大量的能量，而且目前制氫效率較低。開發廉價的制氫技術，是各國科學家共同關心的問題，也是氫能大規模推廣應用的制約條件。
二是缺少安全可靠的貯存和運輸氫的方法。由于氫易氣化、著火、爆炸，如何將制備的氫能安全可靠的與用戶有效連接，也是氫能推廣應用的制約條件。
氫能的開發方向首先應立足前階段，將工業副產品中的氫加以綜合利用。比如焦爐煤氣制氫，我國焦爐煤氣資源豐富，煉焦企業廣泛分布在我國內地31個省份的28個省，全國焦化企業有2000多家。2013年我國焦炭產量47635萬噸，外供焦爐煤氣產量約為550億立方米/年，外供焦爐煤氣中的氫量約為330億立方米/年。
其次是著眼未來，通過分散的二次能源制氫。比如用太陽能來制氫，目前太陽能熱分解水制氫、陽光催化光解水制氫、太陽能生物制氫等，已處于研究階段，但還有大量的理論問題和工程技術問題要解決。
